기계연·두산공작기계, 고정밀 지그센터 국산화

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국기계연구원(원장 박상진)은 두산공작기계(대표 김재섭)와 공동으로 전량 일본에서 수입하고 있던 최고 정밀도의 머시닝센터인 지그센터를 개발했다고 22일 발표했다.

지그센터(jig center)는 최고 정밀도의 절삭가공장비로, 공작기계용 고정밀 구조부품, 항공기 엔진/동체 부품, 동력전달장치 부품 등 일반 머시닝센터로는 가공이 어려운 고정밀 핵심 기계류 부품의 최종 정밀도 확보를 위한 정삭가공에 주로 활용된다.

일반 머시닝센터 대비 정밀도는 약 5배, 강성(튼튼함)은 약 2배 정도의 성능이 요구돼 고도화된 설계 및 정밀 조립 능력이 필요하며, 높은 기술적 난이도로 인해 독일, 스위스, 일본 정도에서만 개발이 된 상태다. 세계 지그센터 시장은 약 2천600억 원 규모로 추산되며, 국내에는 연 평균 약 120 억 원 규모의 지그센터를 일본에서 수입하고 있다.

기계연 초정밀장비연구실 오정석 실장 연구팀과 두산공작기계가 공동 개발한 지그센터는 탁월한 정밀도와 자동공구교환장치를 갖추고 구멍 가공 외에도 다양한 정밀 가공을 수행할 수 있는 최고 정밀도의 머시닝센터다.

연구팀은 국내 개발사례가 없는 만큼 설계, 조립, 성능 평가 등 각 개발 단계마다 면밀한 검증을 실시했으며 선진 기업 수준의 정밀도 및 강성을 확보했다고 밝혔다. 또한 설계 단계에서 공작기계 각 부위의 강성 기여도를 해석하는 기술, 위치별 구조정밀도를 자동으로 해석하는 기술, 기하학적 오차를 기계 상에서 자체적으로 측정 가능한 기하오차 기상측정 기술 등 지그센터급 공작기계의 설계와 정밀도의 평가 및 보정에 필요한 핵심 원천기술도 확보했다.

이번 지그센터 국산화는 산업통상자원부의 ‘기계산업핵심기술개발사업’을 통해 2015년부터 4년간 88억여원이 투입된 '24시간 이상 연속가공이 가능한 지그센터급 수평형 5축 가공시스템 개발' 과제에 이어 지난해 일본 수출규제 사태를 계기로 17억원을 추가 투입한 '고정밀 지그센터 실증'사업으로 완성됐다.

한국기계연구원과 두산공작기계 외에도 개발사업에는 한국생산기술연구원, 한양대학교, 창원대학교, 대성하이텍, 신명정보통신 등이 참여했으며, 실증사업에는 한국생산기술연구원과 한성기어가 참여했다.

기계연은 이번 성과가 "정부의 실증 R&D 지원을 통해 트랙 레코드(실적)를 확보하고 사업화까지 연계시킨 모범 사례"라고 평가하고 3년 후에는 연간 약 100억 원의 매출 및 약 40% 수준의 수입 대체 효과가 발생할 것으로 기대했다.

기계연은 4축 수평형 지그센터 시제품(모델명: HSP8000)은 두산공작기계에 설치돼 높은 가공품질이 요구되는 공작기계 헤드바디를 대상으로 양산을 통한 실증을 진행하고, 약 100개 양산 샘플을 결함 없이 생산하고 있으며, 이를 바탕으로 국내 기업에 이미 한 대를 판매 계약하는 성과도 거뒀다고 밝혔다.

기계연 오정석 연구실장은 “전량 일본 수입에 의존하고 있는 지그센터의 국내 최초 개발로 고정밀 머시닝센터의 개발 및 제조역량을 획기적으로 향상시킨 데 큰 의미가 있다”며 “높은 강성이 필요한 항공기 엔진부품용 머시닝센터 등 독일, 일본이 선점하고 있는 고부가가치 공작기계 개발에서의 기술적 기반을 제공할 것으로 기대된다”고 설명했다.

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